随着工业的迅速发展，当今世界的城市人口高度集中，大量的工业废水和生活污水便倾泻到了江河湖海中。各种各样的污染物，使美丽的自然环境受到了严重的损害。而微生物王国中有不少成员，如为数众多的细菌、酵母菌、霉菌和一些原生动物，事实上早已充当着净化污水的尖兵。它们“吃进”肚子里许许多多的污染物，通过各种酶系统的作用，有的污染物被氧化成简单的无机物，同时放出能量，供微生物生命活动的需要；有的污染物被转化、吸收，成为微生物生长繁殖所需要的营养物。正是经过它们的辛勤劳动，使得大量的有毒物质被清除了，又脏又臭的污水变清了；有的还能变废为宝，从污水中回收出贵重的工业原料；有的把有害的污水变成可以灌溉农田的肥料，化害为利。
15.药坛新秀——干扰素
顾名思义，干扰素是一种能起干扰作用的物质。
美国的两位科学家艾萨克斯和林登曼在1957年首先发现，当病毒感染人体后，受到病毒入侵的细胞会产生和释放出一种蛋白质进行“自卫反击”，干扰和抑制病毒“为非作歹”。这种蛋白质被称为干扰素。
这一发现使全世界的科学界受到极大的震动。许多国家的科研机构不惜将大笔资金投入研究。实验证明，用干扰素治疗病毒引起的感冒、水痘、角膜炎、肝炎、麻疹等都有很好的疗效。尤其令人震惊的是，干扰素对癌细胞也有抑制作用。有些科学工作者还发现，干扰素能唤起整个机体的防御系统，对人体的免疫能力有刺激作用，提高机体的机能和作用，警觉地进入“战备状态”，从而大大地增强身体的抵抗力。有人预言，干扰素可能将是未来时代药品的新秀。
虽然干扰素有如此神效，但是它的提取工作很困难，非常复杂。因为干扰素只有在受到病毒入侵的细胞中才能产生，而且数量极少。1979年，芬兰红十字会和赫尔辛基卫生实验用了4.5万升人血，才煞费苦心地提炼到0.4克干扰素。据法国医疗单位计算，医治一位癌症病人需要花费5万多法郎，治疗一个感冒病患者需要花费1万法郎。这样看来，干扰素可以说是世界上最昂贵的药品之一了。
那么，干扰素可不可以从其他的动物血液中提取呢？实验表明不行。因为干扰素有很强的专一性，人体用的干扰素只能从人体细胞中取得，把从动物身上取得的干扰素用到人身上，数量再多也没有效果。人们正在积极寻找新的办法。前不久，美国和瑞士的科学工作者分别宣布，他们已经采用基因工程的办法，把人干扰素基因移植到大肠杆菌细胞里去，使大肠杆菌在新移植来的基因的指导下，合成我们所需要的物质——人干扰素。
微生物的一个特点就是繁殖快，而大肠杆菌在这方面更是首屈一指。
它一般20～30分钟就能繁殖一代，24小时可繁殖70多代。而且大肠杆菌的食料简单，来源丰富，培养并不困难。因此，用它们来生产干扰素，不仅产量高，而且价格低廉，一旦付诸实施，微生物又将为人类的健康事业作出新的贡献。
16.未来能源——微生物电池
现在，人类生活中的主要能源是煤炭、石油、天然气。随着人类社会的发展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多。可是这些大自然恩赐的能源物质是通过千万年的地壳变化而逐渐积累起来的，数量虽多，但毕竟有限。
因此，人们终将面临发生能源危机的一天。
当然，人们获取能源的途径有很多。例如太阳能就是一个巨大的能源，此外像地热、水力、原子核裂变都可以放出大量的热能。试验研究表明，利用微生物发电，向人们展示出美好的前景。
电池种类有很多，这个家族中的后起之秀是燃料电池。一般电池是由正极、负极、电解质三部分构成，燃料电池也是这样：让燃料在负极的一头发生化学反应，失去电子；让氧化剂在正极的一头发生反应，得到从负极经过导线跑过来的电子。同普通电池一样，这时候导线里就有电流通过。
燃料电池可以用氢、联氨、甲烷、甲醇、甲醛、乙烷等作燃料，以氧气、双氧水、空气等为氧化剂。现在我们可以利用微生物的生命活动产生的所谓“电极活性物质”作为电池燃料，然后通过类似于燃料电池的办法，把化学能转换成电能，成为微生物电池。
氢、甲酸、氨等是作为微生物电池的主要电极活性物质。目前，人们已经发现了不少能够产氢的细菌，其中属于化能异养菌的有30多种，它们能够发酵糖类、醇类、有机酸等有机物，吸收其中的化学能来满足自身生命活动的需要，同时把另一部分的能量以氢气的形式释放出来。有了这种氢作燃料，就可以制造出氢氧型的微生物电池来。
随着宇宙飞船的升天，相信我们中的大部分人都想过这样一个问题：在密闭的宇宙飞船里，宇航员排出的尿怎么办？美国宇航局设计了一种巧妙的方案：用微生物中的芽孢杆菌来处理尿，产生出氨气，以氨作电极活性物质，就得到了微生物电池。
这样既处理了尿，又得到了电能。一般在宇航条件下，每人每天排出220克尿，能得到47瓦电力。同样的道理，也可以让微生物从废水的有机物当中取得营养物质和能源，生产出电池所需要的燃料。
虽然微生物电池目前还处在试验研究的阶段，但它预示着不久的将来，通过科学家的努力，微生物电池将给人类提供更多的能源。
17.去污能手——蛋白酶
自从加酶洗衣粉这种新颖洗涤剂问世，人们再也不用为衣服上沾有各种污渍烦恼了。不论是血渍、汗渍或食渍、油渍，只要使用这种洗涤剂，便可洗得干干净净。
加酶洗衣粉这种独特的洗涤能力，来自它所含有的蛋白酶。
蛋白酶是至今发现的2000多种酶中的一种。我们知道，酶不需要什么特殊的设备和条件，在常温常压下就能使许多复杂的化学反应迅速完成，效率比普通催化剂高出千万倍，因此它是一种具有非凡功能的生物催化剂。当然，各种酶都有各自的催化对象，其中，蛋白酶的专长则是能够水解蛋白质。有人做过试验，1克胃蛋白酶在2小时内，就能溶解50千克煮熟的鸡蛋白。
和其他许多酶一样，人们首先是从动植物体内提取蛋白酶，然后再把它用到生产、生活中去。但是用这种方法不但成本高、产量低，而且还受到动植物来源的限制，使酶的应用大受影响。直到人们发现，动植物体内的许多酶种都可以在小小的微生物体内找到，比如加酶洗衣粉用的蛋白酶，便是一种短小芽孢杆菌产生的，这才打开了新局面。因为微生物的特点是繁殖快，产量高，生产原料来源丰富，大量培养并不困难，当然也不受地区、季节、气候的限制，这就为酶的大规模生产和应用创造了有利条件。
有很多微生物能够生产蛋白酶。
大家族中的许多成员如放线菌、细菌和霉菌等，在生长繁殖和新陈代谢过程中都能产生蛋白酶，我们分别把它们称为放线菌蛋白酶、细菌蛋白酶和霉菌蛋白酶。如按它们作用的最适酸碱度，又可分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶和碱性蛋白酶。
用量最多的微生物酶之一是蛋白酶。从工农业生产到日常生活，从医学卫生到饮料食品，到处都有它们的踪迹。比如猪、牛、羊皮制革时，首先要除去皮上的毛，然后才能进行加工鞣制成革。过去一直沿用灰碱法脱毛，操作繁重，工序复杂，是有名的脏、累、臭行业。自采用酶法脱毛，只要用少量蛋白酶就能破坏毛囊，使毛脱落，大大简化了工序，改善了劳动条件，还使原来污染环境、对农作物有害的废水，变成了很好的肥料。蛋白酶还可以使皮纤维进一步松散，除去皮纤维中的可溶性蛋白，为鞣制创造更为有利的条件。
现在，微生物为我们提供的酶已有好几十种，已成为生产酶制剂的宝库，在很多方面取代了动植物酶制剂的生产。
第二节微生物的未来利用
1.未来的采矿者——海洋微生物
广袤无垠的海洋是个巨大的宝库，有为数众多的名贵珍稀海洋生物在那里生活着，另外它还蕴藏着丰富的金属和非金属矿藏。科学考察表明，海水中含有将近80种金属和非金属元素，如有镁2100万亿吨，钾600万亿吨，溴100万亿吨，碘900多亿吨，金550万吨，银4亿吨。许多陆地上储量少、分布散的稀有金属，如铀、锶、铷、锂等，在海水中的存储量也十分丰富。单说原子能燃料铀，海水里溶解就有45亿吨，比陆地上已探明的铀矿储量要多两千倍！
然而，直到现在，我们还只能从海水中提取少数几种元素，如氯、钠、溴、镁、碘、钾等，大多数元素还无法开发利用。这是因为它们在海水中的浓度实在太低，采集起来太困难了，比如铀，300吨海水中才含有1克。
现在，科学家发现，有些海洋生物具有富集某些元素的本领。如果我们发现和培养能够富集某些化学元素的微生物，利用它们繁殖快、数量大的特点，把它们释放到海水里大量繁殖，让它们在海水中“吃饱喝足”各种矿物元素，然后再想办法把它们收集起来，便可以很快地提取出各种有用物质来了。
运用微生物来开发海水矿藏，我们可以预见，不久的将来，海洋微生物将在海水采矿事业中，大显身手。
2.新物种的创造者——微生物
人工创造新物种的一种有效途径是基因工程。在这个工程中，微生物扮演着很重要的角色。
通过基因工程我们可以把固氮微生物转移到禾本科作物上。遗传物质基因支配着生物的遗传性。基因位于细胞核的染色体中，每个基因都有固定的职能。在个体发育过程中，许许多多基因无比协调地通力合作，才逐渐建立起美丽而对称的生命大厦。但是，如果我们把某一个基因摘下来，从甲生物转移到乙生物，只要处理得当，它将同样能够发挥原有的效应。其实，所谓基因工程，就是根据人类的需要，将某种基因科学地移植到另一种生物中去的新技术。
科学家发现，微生物除了可以作为基因的供体，把它的优良性状提供给其他生物，也可以作为基因的载体，把一个生物的优良性状携带给另一个生物。另外，它还可以接受别的生物的基因，自己作为基因的受体，并在细胞内复制。
微生物具有繁殖快、产量大、容易实现工厂化生产等优点，为了多快好省地生产生物制品，我们可以把植物或动物的基因移植到微生物中去。1978年，科学家把人体的“胰岛素基因”移入大肠杆菌，于是这些碌碌无为的食客——大肠杆菌，一跃之下竟成了生产人类重要激素的能手。1979年，通过基因工程手段，科学家已经组合成一种专门生产卵清蛋白的大肠杆菌。这种蛋白原先存在于鸡的输卵管中，是各种氨基酸含量比较均衡、十分适合人类需要的营养物质，现在居然可能由细菌直接生产。这是一个意义重大的事件！可以设想，有朝一日，它将可能取代养禽业。微生物具有许多独特的性状，例如固氮微生物能固定大气中的分子氮。如果将固氮微生物的基因转移到能感染多种植物的根瘤土壤杆菌中，或作物根际微生物中，这就扩大了肥源，使这些微生物也能固氮。
如果将固氮基因直接移植到农作物中，培育出能自身固氮的作物新品种，那么，现在的许多氮肥工厂就可以转为其他工厂了。
3.人类利用微生物的前景
目前，工业、农业、生物医学、科学等领域的方方面面都涉及微生物利用，人类正在积极利用微生物的某种特性来实现它的某种功能，从而使它更好地服务人类。
另外，微生物在基因工程中也是大有作为的。
微生物将为人类治愈一些不治之症，也将为农业生产展示光辉的前景，微生物的探索与研究将为人类创造许多新的财富。虽然我们仍然受到微生物，比如病菌、病毒的侵害，但是随着科学技术的不断发展与进步，人类必将更好地发挥微生物对人类有利的方面，而最大限度地避免创造它们发生危害的条件。
